CN114199332B - 一种传输泵流量自动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种传输泵流量自动检测装置及方法，其中，所述装置包括：控制器、第一管路、第一传输泵、第一容器和天平，所述第一管路的入口连接液体输入端容器，所述第一管路的第一出口连接所述第一容器，其中，所述控制器控制所述天平对所述第一容器进行称量并记录数据，所述第一管路安装在所述第一传输泵中。该方案可以自动存储数据，无需人工记录和导入试验数据，不仅节省了人工时间，还能有效避免数据记录和誊写错误导致的计算结果不准确，提高了实验人员的工作效率。

Description

一种传输泵流量自动检测装置及方法

技术领域

本申请涉及传输泵技术领域，尤其涉及一种传输泵流量自动检测装置及方法。

背景技术

蠕动泵是一种常用的流体输送装置，具有无污染、精度高、密封性好、维护简单等优点。蠕动泵，包括驱动器、泵头、泵管或其他配件。蠕动泵流量的长期稳定性是它的一项主要性能指标。因此，蠕动泵流量的长期稳定性试验方法是一项常用的、重要的试验方法，在现有的试验方法中，定周期的固定频率采样(即连续运行一定时间后采样)是测试的关键步骤。

蠕动泵流量的测量一般采用体积法或质量法。体积法，是根据测量出液量的体积进行计算，但定容本身测试存在误差；相比而言，质量法是根据测量出液量的体积进行计算，相对于体积法，由于可以采用高精度分析天平进行测量，因此可以提高测量结果的准确度。

目前常用的流量检测方法是人工定期称重法，但受工作时间限制，长周期连续运行过程中，存在人为停机的情况，无法满足固定采样频率的要求，甚至会错失一些重要的结果。而且，现有的试验方法要求测试数据多，海量的测试数据需要实验员手写记录，并录入电脑，进行统计、分析、形成测试报告，占用了大量的人力、物力。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种传输泵流量自动检测装置及方法，用于提高实验人员的工作效率，提高测量精度。

为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：

本说明书实施例提供一种传输泵流量自动检测装置，包括：

控制器、第一管路、第一传输泵、第一容器和天平，所述第一管路的入口连接液体输入端容器，所述第一管路的第一出口连接所述第一容器，其中，所述控制器控制所述天平对所述第一容器进行称量并记录数据，所述第一管路安装在所述第一传输泵中。

可选的，还包括：灌装针头，所述灌装针头连接在所述第一管路的第一出口。

可选的，所述装置还包括：抽水管路，其中，所述抽水管路包括：第二管路，第二传输泵和第二容器，所述第二管路的入口连接所述第一容器，所述第二管路的出口连接所述第二容器，所述第二管路安装在所述第二传输泵中，所述第二传输泵与所述控制器连接。

可选的，所述液体输入端容器和所述第二容器为同一个容器。

可选的，还包括：支架，所述支架用于固定所述第一管路的第一出口和所述第二传输泵。

可选的，还包括：升降装置，所述升降装置固定所述第二管路的入口，所述升降装置与所述控制器连接。

可选的，所述第一管路为三通管路，其中，所述第一管路的第二出口放置在所述液体输入端容器中，所述第一管路的两个出口上各设置一个开关阀，所述控制器控制所述开关阀的通断。

可选的，所述第一传输泵与所述控制器连接。

本说明书实施例还提供一种传输泵流量自动检测方法，所述方法应用于上述的传输泵流量自动检测装置，所述方法包括：

对第一传输泵进行运行参数设置，所述运行参数包括分配模式、转速、定时时长；

根据检测要求设置自动检测的检验参数，启动自动检测程序，所述检验参数包括：检验组数和组间延时；

每次液体传输过程结束且待天平读数稳定后，保存天平读数；

判断天平读数的次数是否大于所述检验组数，若是，关闭所述第一管路的第一出口，开启所述第一管路的第二出口，开始内部循环；

当内部循环结束后，关闭所述第二出口，开启所述第一出口。

可选的，所述方法还包括：

判断所述天平读数是否大于第一设定值，若是，控制所述第一传输泵停止，开启第二管路，控制所述第二传输泵进行抽水操作。

可选的，所述方法还包括：

时刻监测所述天平的读数，当所述天平读数小于第二设定值时，关闭所述第二管路，控制所述第一传输泵开始运转，其中，所述第二设定值小于所述第一设定值。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

1、可自动存储流量数据，无需人工记录和导入试验数据，不仅节省了人工时间，还能有效避免数据记录和誊写错误导致的计算结果不准确，提高了实验人员的工作效率。

2、可以实现非人工工作时间的连续运行，解决了人工检测无法满足固定采样频率的问题，实现了真正上的长周期定频测试。

3、避免了因人为停机导致的泵管因受长期的挤压、拉伸、工作区域的变化等因素，造成泵管的弹性状态发生变化，从而影响测试结果的测量精度的问题，提高了测量精度。

4、可以避免不同实验员之间的人为误差，提高了测量精精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种传输泵流量自动检测装置的工作原理图；

图2为本说明书实施例提供的一种传输泵流量自动检测方法的流程示意图；

图3为本说明书实施例提供的一种传输泵流量自动检测装置的具体实施方式的结构示意图一(立体图)；

图4为本说明书实施例提供的一种传输泵流量自动检测装置的具体实施方式的结构示意图二(俯视图)。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明提供了一种可以自动测量和记录数据的传输泵流量自动检测装置，采用控制器统一对传输泵的流量测量，计数等进行记录，无需人工参与，提高了工作效率。而且，还可以有效解决人工检测方法中由于实验员的测量手法不同，无法做到每次测量时保持出入口长度、出口高度的一致，对测试结果造成的影响，提高了测量精度。

而且，还可以避免人工操作时，由于人为停机泵管因受长期的挤压、拉伸、工作区域的变化等因素，造成泵管的弹性状态发生变化的情况发生，从而避免此类情况对测试结果的产生的影响。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例一

本申请提供一种传输泵流量自动检测装置，包括：控制器、第一管路、第一传输泵、第一容器和天平，所述第一管路的入口连接液体输入端容器，所述第一管路的第一出口连接所述第一容器，其中，所述控制器控制所述天平对所述第一容器进行称量并记录数据，所述第一管路安装在所述第一传输泵中。

在该方案中，控制器可以理解为对其他各部件进行控制的器件，可以是集成控制器，还可以是能够实现多个功能的模块组成的控制器。在该方案中，控制器可以控制第一传输泵的启停，控制对天平进行数据测量和数据记录等。

传输泵可以理解为对流体进行传输的泵体，例如蠕动泵、隔膜泵和注射泵等。为了便于描述，下面以蠕动泵为例进行介绍。

第一传输泵可以自带驱动器，用户可以在第一传输泵上设置流体传输参数，控制器只对第一传输泵进行启停控制。另外，第一传输泵还可以不带驱动器，无论是流体传输参数，还是启停信号全部由控制器进行传输和控制。

第一传输泵用于将液体输入端容器中的流体传输至第一容器中。

第一容器可以是烧杯、量杯等各种可以容纳流体的容器，可以标有刻度，也可以不标有刻度，这里不做具体的限定。

天平可以理解为称量装置，如电子天平，可以测量第一容器以及第一容器中的流体的重量。当然，在显示称量数据时，可以显示在显示器上，其中，显示器可以是天平的自带显示器，还可以是控制器对应的显示器。这里，可以将天平的显示器与控制器的显示器集成为一个。

该装置中，可以根据定量传输量对第一传输泵的转动参数进行设定，然后通过在控制器上设置传输的组数，同时启动第一传输泵，开始固定次数的定量传输液体数据测量，并进行记录，还可以根据记录的数据进行数据分析。因此，控制器可以包括逻辑运算器、存储器等。

在一些实施例中，为了提高灌装精度，还配备灌装针头，该灌装针头连接在第一管路的第一出口，用于向第一容器中进行灌装液体。其中，为了便于对灌装针头进行固定，还可以在第一管路的第一出口和灌装针头之间设置刚性连接管，将刚性连接管进行固定，以便于灌装针头的顶部正对第一容器的底部。

实施例二

在实施例一中，只是增加了一个定量传输通路，采用天平对第一容器中的流体进行测量。第一传输泵持续传输，而第一容器的容量毕竟是固定的，无法容纳更多的流体，因此该实施例还增加了一抽水管路，即将第一容器中的流体定时排出，以免流体溢出第一容器，造成环境污染，另外，也会造成测量数据错误。

本实施例中的抽水管路包括：第二管路，第二传输泵和第二容器，所述第二管路的入口连接所述第一容器，所述第二管路的出口连接所述第二容器，所述第二管路安装在所述第二传输泵中，所述第二传输泵与所述控制器连接。

该回路中，第二传输泵用于将第一容器中的流体传输至第二容器中，为了节省资源以及可循环操作，还可以将液体输入端容器和第二容器设置为一个。将第一传输泵将液体输入端容器中的流体定量传输到第一容器中，当第一容器中的流体达到第一容器的限位高度或者限制重量时，控制器控制第二传输泵启动，将第一容器中的流体传输至第二容器(可以是液体输入端容器)。当第二传输泵运转时，第一传输泵需要停止运转，不然天平的度数将会发生错误。当第一容器中的流体排净或者少于一定液量的时候，关停第二传输泵，同时开启第一传输泵，继续进行流体传输。

需要说明的是，第二传输泵与第一传输泵一样，既可以采用独立的参数设置模式，即配备专门的驱动器，又可以与控制器的控制逻辑形成一体，将控制逻辑全部由控制器存储和运行，这里不做过多的解释。

在上面的实施例中，为了令传输更加稳定，可以将第一管路的第一出口和第二传输泵进行固定，例如增加一个支架，支架可以采用框架结构，内部为中间的，可以将天平和第一容器设置在支架的内部，控制器集成在支架的内部，将第一管路的第一出口和第二传输泵固定在支架上。另外，第一传输泵可以与支架进行固定，也可以不与支架进行固定。

为了减少抽水管路对于定量传输过程中对天平读数的影响，在一些实施例中，还设置了用于对第二管路的入口高度进行控制的升降装置，其中，升降装置与第二管路的入口固定，当定量传输管路运行时，第二管路的入口提升到第一容器的外部，当需要抽水的时候，再控制升降装置将第二管路的入口降低至第一容器的底部。

实施例三

在对蠕动泵进行测试时，还需要对如蠕动泵的稳定性进行测量，即长期的连续运转，蠕动泵的精度会不会下降，这种测量需要长期的定量测试，无需获取全部的测量数据，如2小时、4小时或者换24小时测量一次。

针对这种需求，本实施例还设置了连续循环管路，即将第一传输泵的管路入口和管路出口放置到一个容器中，这样操作，第一传输泵的传输的流体一直在同一个容器中的流动，即可以保持蠕动泵正常运转，还可以不用测量传输的流体数据。

需要注意的是当连续循环管路运转时，定量传输管路是停止的，因此，本实施例将第一管路设置为三通管路，即一个入口两个出口，入口放置在液体输入端容器中，一个出口(即第一出口)放置在第一容器内部，另一个出口(即第二出口)也放置在液体输入端容器中。

具体的，第一管路包括三个泵管，一个三通，三个泵管安装在三通的三个口上，其中，一个作为入口，安装在第一传输泵上，另外两个作为出口，放置在不同的位置，承担不同的功能。

其中，为了实现定量传输管路和循环管路的切换，可以在两个出口管路设置换向阀，如开关阀，由控制器发出信号，控制开关阀的通断，从而实现定量传输管路和循环管路的切换。其中，开关阀可以是气动阀或电动阀，为了边缘操作，可以选择电磁阀，由控制器进行控制。

另外，对于第一传输泵和第二传输泵的启停控制，需要由控制器发出指令，因此，第一传输泵、第二传输泵还需要和控制器连接。

另外，各实施例的装置都可以配备漏液保护功能、通过设置漏液报警模块，实现漏液时的自动停机，降低了试验风险。

上述实施例一至三，可以参照图1的工作原理图。

实施例四

本发明还提供了一种基于上述装置实现的传输泵流量自动检测方法，可以包括以下步骤：

步骤210：对第一传输泵进行运行参数设置，所述运行参数包括分配模式、转速、定时时长；

步骤220：根据检测要求设置自动检测的检验参数，启动自动检测程序，所述检验参数包括：检验组数和组间延时；

步骤230：每次液体传输过程结束且待天平读数稳定后，保存天平读数；

步骤240：判断天平读数的次数是否大于所述检验组数，若是，关闭所述第一管路的第一出口，开启所述第一管路的第二出口，开始内部循环；

步骤250：当内部循环结束后，关闭所述第二出口，开启所述第一出口。

该方法中，主要描述了传输泵流量自动检测装置的设置方法，其中，步骤210是对第一传输泵的参数设置，可以按照传输要求来设定运行参数，如选择时间分配模式，定时时长为60s，转速选择600rpm。

步骤220是对检验的组数进行设置，即需要连续记录多少组测量数据，可以设置为50组。组间延时可以理解为测量完50组数据之后，间隔多长时间再进行下次测量，即内部循环的时间是多少。

步骤230是具体的测量过程，天平在进行读数时，要等读数稳定之后进行测量，避免因为读数不准产生误差。读数稳定的判断，可以根据两次读数的误差进行判断，也可以根据设定时长，假定一定时间后，天平读数稳定。这个逻辑可以设定在天平中，也可以设置在控制器中。

步骤240是判断是否达到了设置的组数，如果没有达到则继续进行定量传输，继续读数，每读完一次数，计数器加1，直至达到设置的组数50次，则切换循环管路，不再进行定量灌装。

步骤250则是说明了关闭内部循环、开始定量灌装管路的条件，一般采用定时器。

在定量灌装过程中，如果第一容器中的流体大于质量或容积设定值时，则需要开启抽水管路，即开启第二传输泵，关闭第一传输泵。具体，所述方法还可以包括：

判断所述天平读数是否大于第一设定值，若是，控制所述第一传输泵停止，开启第二管路，控制所述第二传输泵进行抽水操作。

其中，第一设定值可以理解为第一容器的设定容量，即最大容量，当天平读数大于这个值时，则可需要进行抽水操作。

当第一容器中的流体容量低于某个值时，则可以停止抽水，具体的，所述方法还可以包括：

时刻监测所述天平的读数，当所述天平读数小于第二设定值时，关闭所述第二管路，控制所述第一传输泵开始运转，其中，所述第二设定值小于所述第一设定值。

第二设定值可以理解为第一容器接近为空时的容量，此时，第二设定值一定是小于第一设定值的，这里不做特殊设定，只是对实际情况进行的说明。

除了可以采用监测天平的读数来判断第一容器是否为空，还可以采用控制第二传输泵定时运转的方法进行确定，此时无需检测天平读数，只需控制第二传输泵运行固定时间停止即可。其中，固定时间的长短可以根据第二传输泵设置的参数进行确定，与转速、管子的粗细有关系。

另外，控制器还可以通过天平采集模块采集天平数据，SD储存模块，离线记录数据，通过读卡器读取数据，通过USBDevice，连接SD模块，实现USB读卡器功能。

基于实施例一至四的描述，下面具体介绍一个具体实施方式进行解释说明，如图3和4所示，本装置包括：管路一、管路二和管路三，下面具体介绍对应的功能：

管路一：也叫正常定量传输时的通路，其中，连续循环时管路一闭路。

驱动器安装第一泵头、泵管1#，泵管1#安装在第一泵头上，入水口放置于盛满水的烧杯a内，出水口依次连接三通阀，分为泵管2#、泵管3#。其中，泵管2#连接换向阀1和灌装针头，并以垂直于水平面的角度固定在支架上。灌装针头下放置有称量用的烧杯b，烧杯b放置于天平上。

管路二：也叫内部循环路，其中，正常定量传输时管路二闭路。

泵管3#通过换向阀2，放置于入水口的烧杯a内。

管路三：也就抽水管路，当称量用的烧杯b重量达到设定值时，开始管路三。其中，管路三的泵管4#的入水口固定在支架2上，可实现上下滑动。管路三连接一泵头YZ15，入水口放置于烧杯b内，泵管5#的出水口放置于烧杯a内。

当管路一或管路二开启时，管路三的入口位于支架2的最上端。当烧杯b的重量达到设定值时，支架2得到信号，开启向下移动(通过升降装置)，移动到最低位置时，管路三开始抽水。待将烧杯a内的水抽到天平读数稳定时，抽水动作结束，支架2(升降装置)自动回到起始位置。

驱动器选择时间分配模式，定时时长根据需要设置，此处暂定60s。转速设为最高转速，此处暂定600rpm。

具体实现方法是：

1、自动检测设备控制界面“序列”参数根据检验方法标准，输入50组，组间延时根据采样频率，即每2h采集一次数据，则设置为2h。

2、限位液量根据天平量程、烧杯容积，设置为200ml，意为抽水动作开启的控制。

3、待管路一内部充满水后，点击“开始”，启动测试程序。每次传输过程结束后，天平稳定，系统自动保存天平稳定时的读数，待称重次数达到50组后，通过换向阀的切换，管路二开启，内部循环开始。内部循环2h结束后，自动切换向管路一，将重复以上测量步骤。测量过程中，若天平称重超过设置的200ml时，支架2开始抽水工作，之后重复以上测量步骤和内部循环。

通过以上技术方案，可以达到以下技术效果：

1、管路一和管路二通过两个特定的电控换向阀实现定期自动切换，实现了定期采样频率的功能；管路三通过支架2的升降操作，实现定期抽水，不受人工工作时间的限制，而且，不改变泵管工作区域的情况下，避免了因中途人为停机造成的泵管的状态差异。

2、管路一的出水端固定在支架1上，通过出水端的固定位置，减小了人工操作的偏差。

3、每次天平稳定时，设备自动读取并存储，待测试整体结束后，直接拷贝到电脑，进行数据统计和分析，无需人工输入、核对数据，提高了效率，且节省了实验员的大量时间。

4、通过连续运行，降低了人为测量误差，提高了现有试验方法的精密度。

下面结合本发明的技术方案与采用传统的人工检测流量方法进行实施例的比较。对比实验

1、检测目的：在同样的安装条件和测试条件下，对比自动和人工两种不同检测方式的精密度和效率。

2、检测条件：常温常压下，以水为传输介质，选取驱动器BT600F，YZ15泵头，13#硅胶管，转速设置为600rpm，定时时长60s，连续测量5组流量值。之后在连续运行周期12h内，每间隔2h测量一次流量。

3、本发明的操作过程如下：

(1)安装管路系统，管路入水口放置于盛满水的烧杯a内，天平上放置烧杯b，出水口安装配套灌装针头，并固定于天平上部；

(2)驱动器选择时间分配模式，定时时长60s，转速设置为600rpm。流量自动检测设备设置以下主要参数：序列5，组别12，组间延时2h，间隔时间62s，限位流量200ml；

(3)点击“开始”，设备开启运行；

(4)测试结束后，拷贝并整理数据。

4、人工检测过程如下：

(1)安装管路系统，驱动器选择时间分配模式，定时时长60s，转速设置为600rpm。

(2)管路入水口放置于盛满水的烧杯a内，出水口安装配套针头，固定在磁力座上，放置于天平上端；

(3)待管路内排空气泡后，天平清零，开始测试并记录天平稳定时的读数。每次测量前，需将烧杯b的水倒回烧杯a内，并将天平清零。

(4)连续测量5组后，将出水口放置烧杯a内，驱动器选择流量模式，转速设置为600rpm，点击运行，并计时。

(5)待连续运行2h后，点击驱动器的停止键，选择时间分配模式，将出水口移至天平上端，重复以上步骤(2)～(3)。

5、因工作时间所限，白天工作结束时将泵头上压块松开，第二天再次安装泵管，继续测试。

6、待测试结束后，输入数据并整理。对比结果如下表1：

表1

7、检测结论

在同样的测试条件下，通过自动检测和人工检测数据对比，得出以下结论：

(1)精密度对比：自动检测精密度高于人工检测；

(2)效率对比：测试连续运行周期12h的流量，自动检测用时1天，人工检测用时约2.5天。自动检测效率是人工检测效率的2.5倍。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种传输泵流量自动检测装置，其特征在于，包括：

控制器、第一管路、第一传输泵、第一容器和天平，所述第一管路的入口连接液体输入端容器，所述第一管路的第一出口连接所述第一容器，其中，所述控制器控制所述天平对所述第一容器进行称量并记录数据，所述第一管路安装在所述第一传输泵中；

所述装置还包括：抽水管路，其中，所述抽水管路包括：第二管路、第二传输泵和第二容器，所述第二管路的入口连接所述第一容器，所述第二管路的出口连接所述第二容器，所述第二管路安装在所述第二传输泵中，所述第二传输泵与所述控制器连接，所述液体输入端容器和所述第二容器为同一个容器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：灌装针头，所述灌装针头连接在所述第一管路的第一出口。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：支架，所述支架用于固定所述第一管路的第一出口和所述第二传输泵。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：升降装置，所述升降装置固定所述第二管路的入口，所述升降装置与所述控制器连接。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一管路为三通管路，其中，所述第一管路的第二出口放置在所述液体输入端容器中，所述第一管路的两个出口上各设置一个开关阀，所述控制器控制所述开关阀的通断。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一传输泵与所述控制器连接。

7.一种传输泵流量自动检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1所述的传输泵流量自动检测装置，所述方法包括：

对第一传输泵进行运行参数设置，所述运行参数包括分配模式、转速和定时时长；

根据检测要求设置自动检测的检验参数，启动自动检测程序，所述检验参数包括：检验组数和组间延时；

每次液体传输过程结束且待天平读数稳定后，保存天平读数；

判断天平读数的次数是否大于所述检验组数，若是，关闭所述第一管路的第一出口，开启所述第一管路的第二出口，开始内部循环；

当内部循环结束后，关闭所述第二出口，开启所述第一出口。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述天平读数是否大于第一设定值，若是，控制所述第一传输泵停止，开启第二管路，控制所述第二传输泵进行抽水操作。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

时刻监测所述天平的读数，当所述天平读数小于第二设定值时，关闭所述第二管路，控制所述第一传输泵开始运转，其中，所述第二设定值小于所述第一设定值。